AEKF在星敏感器低频误差补偿中的应用

高分辨率对地观测卫星需要精确的姿态信息来满足后续对地定位等工作,因此姿态确定精度十分重要。星敏感器的低频误差是影响卫星姿态确定精度的重要因素之一,主要是由空间周期性的热环境变化引起的。为进一步提高卫星姿态确定精度,对星敏感器的低频误差产生机理即星敏感器主光轴做周期性扰动进行了分析,设计了星敏感器低频误差补偿方案,建立了考虑星敏感器低频误差在内的组合定姿模型,利用拓维卡尔曼滤波(AEKF)对低频误差进行补偿,并引入RTS平滑滤波进一步提高姿态确定精度。仿真实验表明,设计的星敏感器低频误差补偿方案能有效对其进行补偿,提高卫星姿态确定精度。     

双星敏感器在轨相对热变形分析及修正

为了获取高质量的对地观测遥感图像,除了有效载荷成像的高分辨率外,还需要卫星平台姿态具有高精度。在双星敏联合姿态确定时,星敏感器之间的相对热变形会对姿态确定带来不利影响,需对热变形误差进行辨识与修正。通过对某遥感卫星在轨遥测数据进行分析,建立了星敏感器在轨结构热变形模型,并对星敏感器热变形进行了在轨修正。采用辨识得到的傅里叶级数的热变形模型参数,对星敏热变形进行在轨修正后,提高了星敏感器的测量精度,减小了星敏感器之间的热变形误差对姿态确定精度的影响,对得到高质量的对地观测遥感图像具有很大的工程应用价值。     

资源三号国产星敏感器事后定姿方案设计与系统实现

作为绝对姿态测量精度最高的仪器,星敏感器已广泛应用在当前大多遥感卫星上,其定姿精度直接影响光学测绘遥感卫星的几何定位能力。针对资源三号卫星首次下传的国产APS原始星图数据,设计并实现了一套基于国产星图的地面事后定姿方案。该方案充分利用地面事后定姿时间充足、计算资源丰富的特点,重点对星图预处理、星表重构、星图识别、恒星相机在轨检校等关键技术进行优化和改进,实现了一套资源三号国产星敏感器事后定姿系统,并将其应用于基于国产星图的绝对姿态确定中。利用资源三号卫星下传原始星图对该系统进行全面试验验证,结果分析表明,事后定姿系统不仅可靠性高,而且定姿精度达到1.82角秒（1σ,光轴指向精度）,优于星上处理2.18 角秒（1σ）,为资源三号卫星原始星图业务化处理提供了技术保障。     

星敏感器在轨测量误差分析

星敏感器的姿态测量精度是评价星敏感器性能以及卫星姿态确定的最重要指标之一。本文提出一种星敏感器的测量误差分析方法, 适用于卫星在轨运行期间以及整星地面测试阶段星敏感器测量误差的确定, 特别是在目标姿态无法准确预知情况下的误差确定。     

基于星敏感器的航天器姿态估计

星敏感器是一种高精度的姿态测量仪器,本文在分析星敏感器姿态测量原理的基础上,利用序贯平差方法确定航天器姿态并予以实现.仿真结果表明,该算法能满足实时姿态确定的精度要求,且降低了数据存储量,节省了存储单元,具有较强的灵活性.     

顾及姿态偏移的重力梯度卫星姿态确定方法

针对卫星在轨温度变化导致GOCE卫星星敏感器视轴夹角相对于地面安装矩阵计算结果存在5″～9″的系统偏移，并且单星敏感器低精度分量会因坐标系变换存在精度混叠现象的问题，该文设计了一种构建温度响应函数模型校正星敏感器间相对姿态偏移的多星敏感器组合方法，有效削弱了在轨温度变化对星敏感器的观测影响，以及单星敏感器低精度分量对高精度分量的混叠效应。结果表明，多星敏感器组合有效克服了单星敏感器低精度分量的影响，提高了重力梯度张量的分离精度，顾及姿态偏移校正进行多星敏感器组合后，减小了姿态误差影响，重力梯度观测张量的迹精度提高了14 mE,与欧洲空间局发布的数据5 947.811 mE精度相近。     

星敏感器CCD相机成像模拟技术

星敏感器是卫星姿态确定与控制系统中重要的星上设备。为了能够方便地研究基于星敏感器的星图识别算法,采用恒星瞬时坐标进行星图模拟,讨论了根据空间坐标系的旋转变换以及摄影测量中的共线条件方程;利用计算机仿真技术对CCD相机成像过程进行模拟,得到模拟星图以作为下一步星图识别工作的基础。最后对坐标变换的准确性进行了验证。     

星敏感器CCD相机成像模拟技术

星敏感器是卫星姿态确定与控制系统中重要的星上设备。为了能够方便地研究基于星敏感器的星图识别算法,采用恒星瞬时坐标进行星图模拟,讨论了根据空间坐标系的旋转变换以及摄影测量中的共线条件方程;利用计算机仿真技术对CCD相机成像过程进行模拟,得到模拟星图以作为下一步星图识别工作的基础。最后对坐标变换的准确性进行了验证。     

星敏感器/GNSS定姿系统的联合非线性预测滤波算法

提出一种联合式非线性预测滤波算法,解决该系统在姿态动力学模型误差非高斯分布条件下的多敏感器信息融合问题。从算法结构和估计准则两个方面证明非线性预测滤波(NPF)与Kalman滤波的等效性,分析联合式NPF的算法流程,讨论模型误差方差矩阵的计算方法,给出加权系数矩阵的设计准则;介绍星敏感器和全球卫星导航系统(GNSS)的定姿原理,推导星敏感器/GNSS组合姿态确定系统的联合式NPF滤波模型,分析系统的算法实现流程;进行数值仿真试验,结果表明联合式NPF算法融合NPF与联邦滤波的优良品质,可有效解决姿态动力学模型误差非高斯分布条件下无陀螺姿态确定系统的多敏感器信息融合问题。     

组合双星敏感器定姿算法

本文简要介绍了利用星敏感器确定航天测绘相机姿态的基本原理,在此基础上给出了双星敏感器组合定姿算法。通过较严密的方法模拟生成星敏感器姿态四元数,并进行了单、双星敏感器定姿模拟计算,对定姿结果进行了统计分析。分析结果表明,双星敏感器联合定姿具有较高的稳定性。     

基于TerraSAR-X影像的光学遥感影像地理定位研究综述

目前,我国遥感技术应用中最普遍采用的是通过光学遥感获取影像,这种方法一般需要控制点才能获得高分辨率遥感影像,不可避免地限制了其应用范围。然而TerraSAR-X具有精确的传感器校正、高精度的卫星位置及对卫星姿态的低依赖性等特性,在无地面信息的情况下,仍然可以获得高精度的遥感影像。因此,研究利用TerraSAR-X数据作为地面控制信息对光学遥感影像进行地理定位具有突破性的意义和价值。本文介绍了近几年TerraSAR-X影像对光学遥感影像进行定位的现状和方法,阐述了其理论基础和优缺点,并试着分析了现阶段争论的焦点。     

IMU辅助X射线脉冲星的深空探测器精确定姿方法及仿真

为满足深空探测器的精确定姿需求,提出了一种惯性测量单元(IMU)辅助的X射线脉冲星定姿方法。该方法用IMU的速率陀螺来估计航天器短时姿态,观测两颗或多颗脉冲星的X射线辐射信号,将拟合得到的观测矢量作为滤波器信息输入,利用这两种测姿手段在时间和空间上的互补特性,提供一种全天候、抗干扰性强的定姿方法。仿真结果表明,相比于EKF,基于UKF的俯仰、横滚和偏航三姿态角的测量精度可提高21.9%、21.1%和31.7%;与仅使用脉冲星或IMU的定姿方法相比,组合定姿方法的俯仰角估计精度分别提高了32.5%和77.6%。     

新型遥感卫星数据目录服务系统的研制

随着遥感技术的不断进步,各种类型的新型传感器不断涌现,遥感数据源呈现高时间分辨率、高空间分辨率和高光谱分辨率的发展趋势,数据类型越来越多,数据量越来越大。对于这些海量遥感数据必须采用有效的存储、管理和检索。首先分析了遥感编目数据的特点,在对构建高性能、高可靠和可维护的遥感卫星数据目录服务系统的关键技术进行研究的基础上,实现了新型的目录服务系统,并描述了该系统实现的功能。     

岩矿光谱特性在资源卫星传感器波段选择中的应用分析

根据矿物、岩石和不同矿床岩矿光谱特征,从遥感地质矿产的研究需求出发,进行多光谱波段模拟选择。将试验区机载成像光谱HyMap数据经大气传输模型模拟到中巴地球资源卫星1号(CBERS-1)的轨道高度,对所选的波段进行综合模拟、应用对比分析,提出我国后续资源卫星多光谱传感器在地质矿产应用上遥感波段的位置、波段的带宽和波段数目。     

基于空间数据库的多源异构卫星数据一体化管理研究

我国已经成为卫星遥感数据大国,但是在多源异构海量遥感数据的系统建设和技术研发方面,现行的遥感数据存储、处理以及服务技术将面临很大的挑战。本文基于空间数据库的空间对象模型和关系模式,设计了一套"空间-属性-体化"的多源异构卫星数据标准化数据结构,开发了多源异构卫星数据一体化管理应用原型系统,实现了多源异构卫星数据的自动化入库、统一查询检索和多样化处理等功能,为多源异构卫星影像数据及其辅助元数据的一体化管理提供解决方案。     

基于严格仿射变换模型的遥感影像RPC参数求解

提出了利用少量地面控制点,采用基于严格仿射变换模型求解遥感影像的RPC参数,并对CBERS-02B卫星HR相机遥感影像进行了试验,获得了一些有意义的结论。     

基于AutoCAD的遥感影像处理方法及其在电力工程中的应用

卫星遥感和低空遥感等多平台多传感器遥感技术的快速发展,使得多层次遥感影像数据越来越丰富,越来越廉价,使其在电力工程的前期选址选线、可行性研究、施工图等设计过程中的使用越来越广泛。针对大多数电力工程主要采用AutoCAD平台而丢失了遥感影像的地理信息(图像的地理坐标,分辨率等),本文提出了一种新的方法,实现AutoCAD平台对遥感影像带地理参考插入,并以插件的形式实现与系统平台的对接,实现了将遥感影像引入到现有基于AuotoCAD电力工程设计平台之中,简化制图流程,提高设计水平,达到一个平台即能完成所有操作的目的,并通过实际工程应用验证了方法的可靠与高效。     

卫星像片姿态计算及其在空中三角测量中的应用

卫星像片姿态数据是无地面控制条件下像片空间三角测量的关键数据，在区域网整体平差计算中，它能有效抑制系统误差的累积，从而精确测定无地面控制区域的目标和控制网点坐标。本文简要介绍了卫星恒星像片姿态计算的基本原理，利用模拟数据进行了姿态角整体可靠性和整体精度指标的分析试验，实际处理了若干恒星像片，对姿态角计算精度进行了统计分析。文章最后对卫星像片姿态数据用于卫星像片空中三角测量进行了计算分析，结果表明有像片姿态角控制时能有效地消除系统误差累积，提高了整体精度。     

光学有效载荷高精度绝对辐射定标技术研究

随着多波段、多平台、高光谱分辨率遥感仪器的迅速发展,要求光谱辐射定标技术具有前所未有的高精度和长期测量稳定性。目前,传统辐射定标方法的精度已逐渐难以满足定量遥感应用的需求。本文提出了一种新型基于辐亮度标准探测器的高精度光谱辐射定标先进方法和技术,由于该方法可直接溯源至低温绝对辐射计,其绝对精度和长期稳定性优于传统的基于标准光源法,是提高中国目前光学遥感器实验室、星上和场地替代定标精度的有效途径。该方法已两次成功应用于中国“FY-2”气象卫星04和05星发射前外场定标,实际应用效果表明,它能够有效提高中国卫星遥感器的外场定标精度,对改善中国当前卫星遥感器各阶段定标精度,具有潜在的应用价值。